Tesis para optar al grado de Magíster en Control de Gestión / El objetivo de este estudio es proponer un sistema de control de gestión estratégico para la Unidad de Repuestos Minería del área de Asistencias Técnicas y Repuestos Minería de la empresa Komatsu Chile, S.A. Komatsu Chile, S.A., es una empresa de origen japonés establecida en Chile en 1999. Proveedora de equipos, repuestos y servicios para las industrias minería, construcción y forestal. El estudio parte con una descripción de la situación actual de la empresa y de la unidad de negocio para determinar su perfil estratégico y las necesidades de gestión y control. Se realizó el planteamiento estratégico a través del que se determinaron oportunidades como la disminución de la producción de las empresas mineras del país y madurez y desarrollo del mercado minero, y permitió obtener y resaltar las competencias centrales de la unidad de negocio, como personal calificado para dar soporte técnico y comercial a las ofertas y el posicionamiento de la marca, a partir de las que se desarrolló la misión y visión de la Unidad de Repuestos Minería. Las debilidades a mejorar son la inexistencia de registro de las causas de pérdida de las ofertas y retraso en la firma de la oferta comercial. La principal amenaza identificada corresponde al bajo costo de cambio de proveedor para algunos clientes. Con base en este análisis se estudió y se determinó implementar una estrategia ofensiva, que permita incrementar la cartera de clientes, manteniendo los clientes actuales y desarrollar un plan de contacto y seguimiento de sus necesidades. La implantación de la estrategia se planificó sobre la definición de tres ejes estratégicos que sustentan la propuesta de valor, estos son atención personalizada, disponibilidad de repuestos y rapidez de respuesta. Se diseñó el modelo de negocios para mostrar la lógica mediante la cual la unidad entrega valor a sus clientes, generando ingresos de manera rentable y sostenible en el tiempo. Se elaboró el Mapa Estratégico para articular la ejecución de la estrategia definida entre las áreas Comercial y Logística. Para monitorear y controlar el cumplimiento de los objetivos propuestos, se desarrolló un Tablero de Control. Además, se realizó el proceso de cascada para el área Logistica donde se desarrolló el eje estratégico “Rapidez de respuesta”, y para el recurso ”sistemas de información” que sirven de apoyo a este, soportados por el área TI. Finalmente se diseñó un esquema de incentivos (económicos y no económicos) por desempeño, que permita garantizar el compromiso del personal y alinearlos con los objetivos estratégicos y metas establecidas.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Durante abril 2014 y marzo 2015 hubo un aumento sostenido en la tendencia de eventos no deseados en operación Los Bronces. Estos generaron alza en la indisponibilidad de la flota de equipos mineros del orden del 20% producto de daños operacionales asociados a mala operación de equipos, accidentes o fallas operacionales generadas por desvíos en procedimientos y/o excesos de confianza. 20 accidentes de alto potencial, entre ellos dos colisiones de camiones de extracción por resbalamiento en invierno, 13 accidentes con tiempo perdido pusieron un manto de duda en el resultado de la capacitación que los trabajadores recibieron para operar. Nuestro propósito en este trabajo fue reconfigurar las prácticas de capacitación para denotar un proceso de cambio, en el que reflotamos aquellas prácticas de trabajo de la compañía que habían perdido su efectividad y, aun así, ocupaban un lugar central en las conversaciones de su gente. Desde aquí emerge la gestión a escala humana, formalizando este proceso al reflotar a la persona como agente de cambio. Mostrando el rol, responsabilidad, juego y desempeño que cada uno tiene en el logro de los resultados. Con este modelo logramos detener el alza permanente de fallas operacionales disminuyéndolas un 60%, atacando preventivamente los indicadores que generaban la mayor tasa de indisponibilidad a través de su recurrencia. Involucrando y empoderando al operador, mostrándole como y de forma contribuyen al logro de los resultados de la compañía. Aportando en la reducción de 1,6 MUS$ en el gasto operacional.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Eléctrica / La automatización de la maquinaria dentro de la minería es una tendencia que ha cobrado mayor importancia con el transcurso del tiempo, principalmente por el ambiente peligroso e impredecible en el que deben ser manejadas, lo que genera una serie de riesgos para los operadores manuales de los equipos. Lo anterior sumado a los potenciales beneficios económicos por aumento del factor de utilización, reducción del desgaste de los componentes y operación eficiente de la máquina, hacen del concepto de la minería autónoma una promesa interesante. El objetivo de este trabajo es crear un detector de anomalías para el proceso de carguío autónomo de maquinaria minera, en donde la anomalía se define como la necesidad de impactar más de una vez contra la pila de recolección para llenar el balde del cargador. Para esto se utilizaron los datos de operación obtenidos de un cargador LHD utilizado en la minera 'San Gerónimo'. Debido a la complejidad física de estos sistemas, se utilizará un modelo no paramétrico para la modelación del proceso, el cual corresponde a un modelo basado en similitud (SBM de sus siglas en inglés). Se creará una metodología para obtener un modelo que contengan las variables explicativas del proceso y con el que se pueda generar una rutina de detección que avise al operario en caso de que las señales medidas mientras carga sean similares a las caracterizadas en el modelo SBM como anomalía. La metodología propuesta en este trabajo fue probada con los datos obtenidos en la minera, con los cuales se obtuvo un error de un 7,5% en la detección de carguíos anómalos. También se probó la metodología con datos de carguío manual, en donde un operador manejaba en la mina el cargador de forma remota. En este caso los resultados no fueron tan positivos como en el caso autónomo, en donde se consiguió que el detector errara en promedio un 23,3% de las veces que fue probado. Como principales conclusiones, se verifica el uso de modelos no paramétricos para la caracterización de procesos multivariables, sin embargo la metodología desarrollada sólo es aplicable a la maquinaria estudiada. También se destaca la importancia de datos variados para la creación de los modelos, es decir, que contengan diferentes puntos de operación del proceso. En particular en el caso de los carguíos autónomos, existe una mayor complejidad para caracterizar el carguío, dado que se necesita recolectar los datos de muchos operarios para tener una matriz de entrada rica en información, no así en el caso autónomo donde el hecho de utilizar una secuencia programada reduce la cantidad de datos necesarios para la modelación.

Ingeniero Civil Mecánico / A lo largo de los años, se ha identificado que uno de los mecanismos de desgaste más común en la industria minera es el desgaste por abrasión, siendo evidente en los equipos como chancadores y bombas de pulpa mineral entre otros. Resulta entonces importante estudiar materiales que puedan ser aplicados en piezas de estos equipos con el objetivo de disminuir los costos asociados a su reparación o reemplazo, producidos por el desgaste masivo y efectos de corrosión. El propósito de esta investigación fue analizar el efecto del contenido de molibdeno y vanadio en la microestructura y resistencia al desgaste abrasivo de cinco fundiciones blancas de alto cromo Fe-23Cr-3C.Se utilizaron cinco placas fundidas fabricadas según la norma ASTM A532 Clase II tipo D, modificadas con 1% Mo, 1,5% Mo, 3% Mo, 3% Mo - 1% V, y 3% Mo - 2%V. Estas placas se cortaron por electroerosión para obtener las probetas necesarias para estudiar la metalografía, las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste de cada una de ellas. Los materiales se caracterizaron mediante microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, ensayos de micro y macrodureza, ensayo de impacto Charpy y ensayos de desgaste según la norma G-65. El análisis metalográfico reveló que la microestructura de las aleaciones está compuesta de estructuras aciculares y carburos hexagonales del tipo M_7 C_3 comunes de esta clase de fundiciones. A través del análisis de difracción de rayos X se confirmó la presencia de carburos de cromo, molibdeno y vanadio del tipo M_7 C_3, y compuestos intermetálicos en una matriz autenítica-martensítica. Los análisis de microdureza Vickers mostraron valores entre 700 y 1000 〖Hv〗_0.2, mientras que en la escala Rockwell C dichos valores estuvieron en el rango 58 a 62. El ensayo de impacto Charpy entrego un promedio de 0,9 [J] para todas las fundiciones. Los ensayos de desgaste abrasivo reportaron tasas de desgaste en el rango de 7.2 8.6 [〖mm〗^3⁄km]. Se concluyó que el adicionamiento de Mo provoca una disminución en la fracción volumétrica de carburos y en el tamaño de estos. Esta disminución produce una disminución en la dureza lo que a su vez afecta en forma negativa la resistencia al desgaste abrasivo. Además se concluyó que el adicionamiento de V provoca un aumento de los carburos de menor tamaño sin afectar la fracción volumétrica total de estos. Este aumento produce una leve mejora de la dureza, lo cual determina un mejor desempeño frente al desgaste abrasivo. Finalmente se observó que la fundición con una adición de 3% de Mo y 1% de V presentó la menor tasa de desgaste (7.2 [〖mm〗^3⁄km]) producto de su microestructura compuesta de carburos pequeños (< 2500 〖μm〗^2) y su matriz martensítica. Por otra parte la fundición con una adición de 3% de Mo y 2% de V presentó la mayor tasa de desgaste (8.6 [〖mm〗^3⁄km]) producto de su mayor tamaño promedio de carburos (>10000 〖μm〗^2) y su matriz austenítica, lo que también explica su menor dureza (700 〖Hv〗_0.2) en comparación a las otras fundiciones blancas.

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Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2014 / El objetivo general de la presente Memoria de Título es el diseño e implementación de una interfaz segura que permita actuar eléctricamente sobre el acelerador, la caja de cambios y el freno de mano de un vehículo liviano de dos ejes. En forma adicional, se contempla también el comisionamiento de los controladores asociados a la actuación electromecánica sobre la dirección y el pedal de freno del mencionado vehículo. Este trabajo se contextualiza como una de las primeras etapas de un proyecto de automatización de vehículos terrestres, con aplicación directa en la operación tele-comandada o autónoma de los mismos dentro de faenas mineras a rajo abierto. El trabajo realizado puede dividirse principalmente en tres etapas: investigación bibliográfica y análisis de los distintos mecanismos del vehículo a intervenir, diseño y dimensionamiento del sistema y, finalmente, su implementación. La etapa de diseño y dimensionamiento incluye el desarrollo de la filosofía de control que genera las pautas para el funcionamiento del sistema. Esto, a su vez, permite definir los requerimientos iniciales y perfilar esquemáticos para los distintos actuadores que manipulan electromecánicamente el acelerador, la transmisión y el freno de mano del vehículo. Todos los diseños consideran sistemas de seguridad, dado que éste es un tema clave en cualquier tipo de proceso industrial, y en especial en aquellos asociados a la minería. Dichos sistemas son implementados a través de mecanismos de detección de fallas durante la operación del vehículo, así como de sistemas y protocolos de respuesta si éstas se presentasen. La etapa de implementación considera el diseño propuesto y lo convierte en un dispositivo físico instalable en el vehículo. Lo anterior implica la programación de la lógica de control, el cableado del vehículo, el diseño del soporte físico del panel electrónico y el diseño de la tarjeta impresa que aloja los distintos componentes electrónicos a utilizar. Para determinar si se cumplen los requerimientos iniciales de diseño, se implementa una interfaz de pruebas para el sistema desarrollado, a través de la cual se determina que la latencia del sistema es de 20 [ms]. Además se verifica que las referencias de los actuadores se pueden entregar a una frecuencia de 110 [Hz] y que el sistema es capaz de entregar retroalimentación a 60 [Hz]. Dichos resultados demuestran que el sistema de actuación electromecánica supera los requisitos impuestos para ser utilizado en el vehículo en cuestión. El sistema además minimiza en la medida de lo posible las intervenciones mecánicas ya que para poder actuar sobre el acelerador, la transmisión automática y el freno de mano electromecánico se intervienen las señales eléctricas de control del vehículo. Para actuar sobre el freno y la dirección, recogiendo la experiencia de otros proyectos similares, se prefiere actuación electro-mecánica. La implementación en el vehículo de dichos sistemas queda fuera del alcance de esta Memoria de Título. Finalmente, se presentan mejoras al sistema implementado (inspiradas en los resultados de las pruebas de desempeño), así como trabajos futuros en la misma línea de desarrollo. La mayoría de dichas mejoras tiene que ver con la seguridad del sistema y la comodidad de su operación.

Ingeniero Civil Industrial / En la industria minera, la planificación de las actividades a desarrollar para la extracción del mineral es fundamental para justificar las decisiones de inversión y las metas de producción. Esta memoria se desarrolló en Haldeman Mining Company S.A., empresa minera ubicada al interior de la quebrada de Sagasca en la región de Tarapacá, y enfrenta solucionar el problema de planificación de extracción de mineral decidiendo el secuenciamiento de extracción de maquinaria. En el yacimiento se utiliza maquinaria no convencional (conocida como roadheader) empleada para la excavación en minería subterránea. Los principales inconvenientes operacionales para la utilización de dicho equipo son las dificultades para maniobrarlo al interior de los túneles de producción debido a sus dimensiones (actividades de perfilamiento), así como los tiempos que requiere el equipo para moverse desde un frente de extracción a otro debido a la baja velocidad de traslado. Para enfrentar este problema, se formula un modelo de programación matemática que decide el punto de extracción a excavar en cada etapa de la secuencia de explotación, minimizando los traslados del equipo desde una perspectiva global. El modelo se desarrolla usando la herramienta GAMS y es resuelto empleando el solver IBM ILOG CPLEX, obteniéndose una secuencia extractiva óptima. Dicha secuencia es almacenada en una planilla de cálculo la cual es posteriormente procesada por un programa en Visual Basic que genera una representación gráfica de la secuencia. Los resultados del modelo son favorables demorando no más de 20 minutos en entregar la solución del problema, tiempo considerablemente inferior al que actualmente requiere el equipo de profesionales encargado de dicha tarea y que corresponde a un poco más de medio día de trabajo. Más importante, se obtienen reducciones de las distancias de traslado a ser recorridas por la maquinaria. Comparando los resultados con la metodología actual de planificación, la reducción de la distancia de traslado es cercana al 9%. Ello se traduce en mayores rendimientos de la extracción de mineral al emplearse menos tiempo en el traslado, aumentando la producción de toneladas por día en un 3,3% y proyectándose un incremento de US$ 383 M en las utilidades anuales para el módulo de estudio, lo que corresponde a un 3,2% de la utilidad.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Presenta el modelo típico de cálculo de una faja transportadora, cualquiera sea su uso operativo según normas internacionales CEMA. Para el caso de la monografía toma como objeto de estudio el transporte de mineral polimetálico entre mina Islay y mina Animon de propiedad de Volcan CIA Minera, actualmente en estudio económico, los datos son reales para ello se ha alcanzado la cotización más económica del suministro de la faja por un proveedor especializado en el Perú en este tipo de equipos. Las fajas transportadoras se plantean como una alternativa eficiente para solucionar el problema. / Trabajo de suficiencia profesional

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / La minería en Chile es uno de los rubros de la economía más relevantes para el país y debido a los desafíos de competitividad que enfrentamos a nivel global, es necesario avanzar en establecer mejoras de productividad y costos en los procesos mineros, los cuales involucran variados equipos, cuya operación y mantención afectan la productividad y costos del proceso. Muchos de estos equipos requieren repuestos, partes y piezas que deben ser fabricadas. Durante los años 2000 al 2005 a cargo del área de Ingeniería y Control Producción de División Talleres de Codelco Chile, el autor de este trabajo, preparó y diseñó sistemas de alimentación para fundir revestimientos de molinos, chancadoras y otras piezas para variados equipos de la industria minera. Con el fin de fomentar el uso de métodos de fabricación para piezas fundidas estandarizados, traspasar la experiencia acumulada y oportunidades de mejora en costos y plazos con el uso de nuevas tecnologías, el objetivo de este trabajo es diseñar el proceso de fabricación de un revestimiento de Molino SAG (lifter) para la etapa de validación de pieza prototipo o primera pieza, que permite iniciar la producción total de un conjunto de revestimientos. El alcance de este trabajo incluye desde el diseño del sistema de alimentación del prototipo, hasta el análisis de resultados, con una validación teórica y verificación práctica de los resultados; además de una estimación de costos y determinación de oportunidades de mejora que aseguren una pieza fundida de acuerdo a las especificaciones establecidas. Existen muchas restricciones para la fabricación de piezas fundidas, asociadas fundamentalmente a la infraestructura y equipamiento disponible por los fabricantes, variables que afectan la productividad y el costo de fabricación. Se concluye que se cumplieron los objetivos de este trabajo, se estudió y diseñó el proceso de fabricación de un lifter de molino SAG y se logró fabricar una pieza prototipo que cumpliera con las especificaciones establecidas. Se determinaron oportunidades de mejora en los costos y plazos de fabricación. Del análisis y estudio realizado se confirma que la experiencia en la fabricación de piezas fundidas es clave para diseñar y establecer un método de alimentación, ya que las estimaciones y cálculos nos determina sólo una propuesta de solución para la alimentación de la primera pieza a fundir y no necesariamente una solución final. Conocer las limitaciones del proceso de fabricación y la presencia en terreno para validar la propuesta, son dos aspectos claves en el diseño y definición del método de alimentación.

Ingeniero Civil Eléctrico / El objetivo principal de este trabajo consiste, en idear y desarrollar un proyecto que mejore el actual monitoreo de condiciones de las palas electromecánicas de extracción de mineral de la Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi y así aplicar una estrategia de mantenimiento predictivo en éstas. Con este fin, primero se realiza una etapa de investigación sobre la importancia de este tipo de máquinas, sus características mecánicas y eléctricas y las principales fallas de éstas, además del estado del arte con respecto a las técnicas de análisis que permiten desarrollar planes de mantenimiento predictivo en estos equipos. En particular, se estudiará aquellos análisis relacionados con el objetivo el principal del proyecto, es decir, el análisis de vibraciones mecánicas y el análisis de las corrientes de el o los motores eléctricos involucrados en el funcionamiento de las palas electromecánicas. La segunda etapa del trabajo consiste en la definición de cada etapa del proyecto hasta el comienzo de su implementación. Para esto, primero se realiza un análisis de la situación actual del monitoreo con que se cuenta, su funcionamiento y los problemas que posee y que conllevan al mejoramiento de éste. Esto permite determinar los objetivos y características que se deben cumplir y desarrollar una metodología de trabajo del proyecto que se llevará a cabo para determinar las mejores soluciones en monitoreo de condiciones para la compañía. Con la metodología implementada y las características que debe cumplir el proyecto, se analiza a continuación las ofertas existentes en el mercado, y se piden y estudian las propuestas de las empresas licitadas para determinar el mejor sistema a implementar en las palas existentes. La opción más conveniente resulta ser la de la empresa CADETECH que, mediante un contrato por tres años, permite implementar el sistema SiamFlex basado en análisis de vibraciones mecánicas que mejoraría el mantenimiento predictivo de los equipos y permitiría el desarrollo futuro de un análisis conjunto de corrientes eléctricas y vibraciones mecánicas. Además cuenta con experiencia especifica en monitoreo de condiciones de palas electromecánicas en otras faenas mineras chilenas. Finalmente, se da inicio al proyecto y se obtienen los primeros datos en terreno de dos palas de la compañía en sus transmisiones más críticas, generándose conclusiones y recomendaciones preventivas y predictivas a la estrategia de mantenimiento.