El proceso de fabricación de aleaciones por molienda reactiva de polvos elementales es de interés debido a su capacidad de crear aleaciones tanto con tamaño de grano y de dispersoides cerámicos nanométricos, obteniéndose un material que posee propiedades mecánicas mejores que una aleación similar fabricada bajo métodos convencionales, además de mantener dichas propiedades a altas temperaturas. El presente trabajo es parte del proyecto FONDECYT Nº 1070294, el cuál tiene como finalidad estudiar aleaciones de Cu fabricadas por éste método. Los objetivos de este trabajo son: I) Estudiar y comprender la evolución de la microestructura de las aleaciones Cu-5 %vAl2O3(binaria) y Cu-2.5 %vAl2O3-2.5 %vTiC(ternaria) fabricadas por molienda reactiva de polvos elementales y posterior extrusión en caliente. II) Estudiar la influencia del tiempo de molienda y la composición nominal de los polvos elementales de las aleaciones en su microestructura, tanto después de la extrusión a 750[°C] como después de un posterior recocido a 600[°C], para evaluar su estabilidad a altas temperaturas. Las aleaciones binarias presentaron un tamaño de cristalita de entre 20 a 200[nm] (en forma de polvos), que se observaron por Difracción de Rayos-X (DRX) y Microscopía de Transmisión (TEM). También, se observó la presencia de dispersoides de Al2O3-α y CuO de entre 1 a 5[nm], mediante Difracción de Electrones (DE) y TEM de Alta Resolución. Una vez extruídas, el tamaño de grano se observado por TEM fue de entre 1 y 5 [µm], con subgranos internos de 100[nm], los dispersoides crecieron a aproximadamente 20[nm] y la dureza de la aleación fue medida entre 190 a 220[HV], con una baja de un 5 % aprox. después del recocido. La dureza está dentro de los valores esperados, ya que es bastante superior a la del Cu puro y concuerda con los resultados obtenidos en investigaciones anteriores. También se observó una interfaz Cu/Al2O3-α semi-coherente mediante TEM de alta resolución. Las aleaciones ternarias presentaron un tamaño de cristalita de entre 20 a 100[nm] (en forma de polvos), que se observaron por DRX y TEM. También, se observó la presencia de dispersoides de Al2O3-α, TiO y CuO de entre 1 a 10[nm], mediante DE y TEM de Alta Resolución. Una vez extruídas, el tamaño de grano se observado por TEM fue de entre 1 y 3 [µm], con subgranos internos de 100[nm]. Los dispersoides crecieron a aproximadamente 20[nm] y la dureza promedio medida fue entre 180 a 200[HV], con una baja de un 5 % aprox. después del recocido, para las aleaciones ternarias de 10 y 30 horas. Por otro lado, la aleación molida por 20 horas presentó una dureza de 290 y 260[HV] antes y después del recocido respectivamente. La dureza de las aleaciones de 10 y 30 horas es mucho más baja de lo obtenido en estudios anteriores debido a una formación excesiva de TiO, que aparte de impedir la formación de TiC, no ayudan a detener la deformación plástica. La aleación de 20 horas no presentó un exceso de TiO, y una presencia razonable de TiC, por lo que su dureza es mucho más alta que las demás aleaciones ternarias acá fabricadas. También resultó ser más dura que todas las aleaciones binarias, debido a que posee dos tipos de dispersoides, TiC(coherentes) y Al2O3-α(semi-coherentes) que actúan sobre dos mecanismos distintos de deformación plástica, lo que es más efectivo que tener una fracción en volumen igual de dispersoides, pero de un sólo tipo.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva. Ingeniero Civil de Minas / Uno de los principales cambios que enfrentan hoy en día las mineras es la reducción de costos sumado a una búsqueda por el aumento de la productividad de sus trabajadores. La etapa de molienda en el procesamiento de minerales de cobre representa casi el 50% del consumo eléctrico del total de la mina situándolo como un foco de atención en la búsqueda de oportunidades. Sumado a lo anterior, hay una alta concentración de faenas en el Desierto de Atacama, el cual tiene uno de los potenciales solares más grandes del mundo debido a su alta irradiancia. El presente trabajo tiene como objetivo la exploración de una posible sinergia entre una planta de generación de energía fotovoltaica con un sistema de almacenamiento de energía en baterías con el proceso minero de la molienda semiautógena. Se plantea mediante el desarrollo de un modelo que permita entregar el tamaño óptimo de la planta fotovoltaica junto a su sistema de baterías que se integre de mejor forma al consumo del molino de manera híbrida sin desconectarse de la red eléctrica para obtener el mayor beneficio económico y ambiental con resultados confiables. Para realizar esto se propone el desarrollo de un modelo de optimización determinista para analizar los distintos efectos que tienen las principales variables del proceso sobre la disminución del consumo de la red eléctrica. Estas variables son la potencia contratada, el tamaño de la planta fotovoltaica y las capacidades de energía y potencia del sistema de almacenamiento de baterías. Para realizar el dimensionamiento de la planta que minimice los costos totales se propone un modelo de optimización estocástico el cual integre la incertidumbre de la generación de energía solar y del mineral derivada de su dureza provocando variaciones en el consumo de potencia del molino. La integración de la energía fotovoltaica al proceso puede ser fuertemente asistida mediante una administración adecuada de la dureza del mineral como demand side management, en donde se aproveche la energía solar durante el día alimentando al molino el mineral duro, y complementando con la energía almacenada en las baterías el consumo del mineral blando durante la noche. Como resultado de este trabajo se tiene que la potencia contratada tiene un gran efecto sobre las variables, donde la planta fotovoltaica y las baterías están estrechamente relacionadas para la reducción de costos evitando el sobreconsumo respecto a la potencia contratada. El dimensionamiento óptimo logra una reducción de costos totales de 31.8% anual con respecto a la operación sin energía solar para este caso de estudio. La administración del mineral resulta en una mejor integración mostrando que existe sinergia de la energía solar con esta etapa de la molienda, produciendo mayores ahorros gracias a una necesidad de una menor inversión en baterías mostrando grandes posibilidades para la aplicación de esta tecnología en las minas del futuro. Como trabajo futuro se propone la integración de los costos de realizar demand side management junto al estudio detallado del impacto que la separación de durezas tiene sobre el proceso completo. Además, se propone considerar una aproximación del uso de múltiples tipos de baterías para integrar el efecto de las estaciones del año en la optimización y dimensionamiento.

Uno de los procesos de producción de sal de consumo humano más importantes, es la molienda de dicha materia prima. Actualmente, más del 90% de las plantas de producción de sal en Lambayeque cuentan con molinos de martillos como parte del proceso de producción. Esta tecnología genera un producto cuya granulometría es, por lo general, inferior a la deseada; generando contaminación en el área de trabajo y en el producto final debido a los finos indeseados que posterior a la molienda se desfogan al ambiente exterior. Estos finos son generados debido a que los distintos martillos, al rotar con un elevado torque respecto a un mismo eje, hacen que gran parte del producto que ingresa a la cámara tenga contacto por impacto con estos en más de una ocasión. Ante este problema, una solución es la utilización de la tecnología de rodillos en reemplazo a la de martillos, los cuales muelen la materia prima alcanzando una distribución uniforme del grano, cumpliendo así los requerimientos del producto que las empresas distribuyen al mercado nacional y evitando pérdidas de producción por finos que genera la tecnología de martillos cuando se trata de grandes producciones. El propósito de esta tesis es diseñar un molino de rodillos para la producción de grano uniforme de sal de consumo humano en Lambayeque, Perú. Para alcanzar este objetivo, se ha realizado un diagnóstico de las características de producción y producto de sal, así como de la maquinaria para el proceso de molienda. En base a esto y siguiendo la metodología de Pahl y Beitz que involucra la selección ideal del sistema mediante una matriz morfológica, se ha realizado el diseño del sistema de molienda. Finalmente, se ha evaluado el beneficio económico de la implementación de este molino en la región, comparando su fabricación local con la adquisición de un equipo ya fabricado por una entidad extranjera.

El desarrollo del presente estudio de prefactibilidad tiene como objetivo principal evaluar la viabilidad comercial, técnica, legal y económica para la implementación de un molino de arroz, en la región San Martín, que realice el procesamiento, distribución y comercialización de arroz producido en las zonas de cultivo locales. El primer capítulo corresponde al estudio de mercado, donde se determinó que el producto por comercializar será arroz añejo, bajo la marca “Arroz Sol de Selva”, tendrá una presentación de sacos de 50 kg, cuyo mercado meta será Lima Metropolitana y los principales clientes serán distribuidores mayoristas del Mercado de Productores de Santa Anita. Se estableció que el producto se diferenciará por su valor agregado de pasar por un proceso de añejado artificial, con un precio inicial de S/ 125, a partir del cual se estimó empezar el proyecto con un nivel de ventas de 3 584 toneladas métricas de arroz al año. En el segundo capítulo se desarrolló el estudio técnico del proyecto, donde se definió la localización en la provincia de Picota, en la región San Martín, y el tamaño del local de 3 220 m² para cubrir las áreas productivas y administrativas. Asimismo, la capacidad de la planta será de 11 976 toneladas anuales, bajo una estrategia expansiva. Dentro del proceso productivo, se identificaron algunos aspectos ambientales significativos, para los cuales se presentan propuestas de control operacional, como capacitaciones del personal y reutilización de residuos sólidos. En el tercer capítulo, correspondiente al estudio legal, se estableció el tipo de sociedad, que será una Sociedad Anónima Cerrada (SAC) con 16 accionistas. Por otro lado, se identificaron los trámites y pagos requeridos para su constitución, además de la tributación correspondiente a los años futuros de operación. En el cuarto capítulo se realizó el estudio de la organización, a partir del cual se determinaron las necesidades de personal y las funciones a cumplir por cada puesto de trabajo. Adicionalmente, se detallan las principales características de la organización, como una estructura funcional y los principales valores organizacionales. En el quinto capítulo, en el cual se desarrolló todo el estudio de las inversiones, económico y financiero, se determinó que, para llevar a cabo el proyecto, se requiere de una inversión inicial de S/ 5 594 123, que será cubierta, en un 56%, por aporte propio y lo restante se financiará mediante bancos. El resultado genera un VANE de S/ 1 161 862 y un VANF de S/ 563 115, con una TIRE de 33,0% anual, mayor al WACC (25,9%), y una TIRF de 42,8% anual, mayor al COK (36,4%) anual. En conclusión, con el estudio realizado y los indicadores de rentabilidad obtenidos, se determina que el proyecto es viable.

La empresa objeto de estudio carece de un problema muy común en la mayoría de molinos, dicha empresas no tiene identificado los costos por cada servicio que brinda y desconoce qué servicio es más rentable. Por tal motivo se planteó el siguiente objetivo general, determinar la incidencia del costo de servicio en la rentabilidad del molino P&AG SAC en el periodo 2018. La investigación presenta una metodología cuantitativa, de tipo aplicada, bajo un nivel descriptivo y un diseño no experimental, se ha considerado tomar como población los datos históricos del año 2018 a los estados financieros, estado de resultado, registro de la hoja de costos y gastos, al gerente general, contador y jefe de planta, utilizando como técnicas de investigación las entrevistas y el análisis de documentos. Como resultado se elaboró una hoja de costos, lo cual permitió determinar el costo por cada servicio e identificar los elementos del costo, así mismo conocer qué servicio es más rentable dando como resultado el servicio de pilado.

El trabajo que se ha realizado consiste en el rediseño e instalación de Líneas de molienda fina para insumos mezclados operación que la denominamos molienda Mix , para conseguir la especificación de granulometría de los insumos , necesaria para la elaboración de las fórmulas , esta operación de molienda se va a realizar en dos etapas : a.- La primera etapa, molienda con molinos de tipo martillos Buhler Modelo DFZC 655.De fabricación Suiza. b.- La segunda etapa con molinos pulverizadores marca Reynolds de principio centrifugo, tecnología que se viene aplicando desde hace unos años y son de fabricación Canadiense. Con este proceso de molienda en dos etapas se consigue moler mezclas de materias primas de alta granulometría que son usadas en las formulas de alimentos. • Aumentar la capacidad y reducir los costos de producción, bajo una granulometría estándar, mejorando los índices de productividad de planta. • Posibilidad de utilizar otros insumos en las fórmulas de camarón como:(Arroz, afrecho de trigo, sub. productos de trigo, sorgo, cebada, Harina de Canola, arvejas , harina de algodón ) y además tener la ventaja de realizar mezclas para poder desarrollar nuevos productos Enfocarse en la producción de la línea Camarón de Mar • Molienda fina en dos etapas (granulometría máx. 15% sobre malla de 250u) • Moler el 60% de las formulaciones (5 TM/HR – 3,000 TM/MES) • Utilizar la mínima infraestructura productiva. (Mínimo de transportes, silos, y equipos ) • Facilitar el acceso para la limpieza a todo el recorrido de las Materias Primas • Permitir la trazabilidad estableciendo PUNTOS DE MUESTREO Al cumplir con estos parámetros de molienda se consigue un alimento para camarón de mar de excelente Calidad que es reconocida a nivel mundial en los productos de la marca Nicovita nombre con el que se comercializa este alimento.

En la industria minera se puede encontrar una gran variedad de equipos que sirven para la disminución del tamaño de los minerales que se extraen del subsuelo. Uno de estos equipos es el molino de bolas que consiste en una superficie cilíndrica de acero que gira entre 4 y 20 revoluciones por minuto con mineral y bolas de acero en su interior. Esta acción produce la reducción del tamaño del mineral, pero también provoca el desgaste de su revestimiento interior. Lo que implica que las compañías programen varios paros al año para su inspección y mantenimiento correctivo. Por lo tanto, el presente trabajo de tesis tiene como objetivo final el diseño de un sistema de medición automático que pueda brindar una aproximación del perfil de desgaste que experimenta el revestimiento interior de los molinos mientras esté en funcionamiento. El sistema se diseña para el caso de un molino de bolas al cual ha sido sometido a un estudio de vibraciones de su carga en la zona de alimentación y descarga. Este cuenta con un sensor embebido en una pieza del revestimiento del molino compuesto principalmente de pistas conductoras. Cada pista se dispone a una altura distinta y en distintos puntos. De esta forma conforme se vaya desgastando el perfil del revestimiento, estas se irán abriendo. Aplicando un voltaje discreto a cada pista y verificando su retorno, se lograr verificar la integridad de las pistas y por lo tanto el nivel de desgaste. Ante la infiltración de señales de ruido provocado por el falso contacto de la carga conductora encima de las pistas abiertas, se logra filtrar estas señales mediante el uso de filtros pasa bajos activos y un circuito comparador. Después del acondicionamiento de las señales, estas viajan a través de cables debidamente protegidos para llegar al dispositivo de medición en la superficie exterior de la coraza. Este cuenta con módulos de control, almacenamiento de datos, control del tiempo real, y comunicación inalámbrica que son capaces de registrar y transmitir los datos a un dispositivo de recepción ubicado al exterior del molino. Este diseño brinda una aproximación a la dimensión del área del perfil del revestimiento permitiendo optimizar las paradas de los molinos solo a momentos donde se tenga que realizar el cambio del revestimiento. De esta forma también se aporta a las tecnologías que buscan la mejora continua del diseño de los revestimientos.

En el presente trabajo se ha realizado el diseño térmico de un sistema de enfriamiento y la selección de los equipos principales de dicho sistema, el cual está encargado de realizar el enfriamiento de 454 l/min de aceite empleado para disipar el calor generado por la fricción en los cojinetes de los molinos SAG y de bolas de una planta de procesamiento de cobre. El procedimiento está basado, principalmente, en realizar el cálculo de la transferencia de calor que se requiere para llevar las temperaturas de los fluidos a unos valores tales que puedan realizar su función tanto de calentar como disipar el calor de los componentes y fluidos con los cuales están en contacto. El trabajo está dividido en cuatro partes, una de ellas incluye el estado del arte en el sector minero sobre los procesos de molienda, específicamente para la obtención de cobre y la información general de los aceites utilizados industrialmente; en la segunda se encuentra la metodología que se siguió para realizar el cálculo térmico de los equipos principales; en la tercera se tiene el desarrollo de la metodología para el caso específico y la selección de dichos componentes; y en la última se detalla los costos y presupuesto de adquisición de los componentes principales del sistema. El sistema de enfriamiento está formado, principalmente, por tres equipos: un intercambiador de calor del tipo de carcasa y tubos de 198 mm de diámetro y 1200 mm de largo, cuya área de transmisión de calor es de 13.76 m2 y su capacidad térmica es de 323 kW; en el cual se intercambia el calor entre el fluido caliente que, en este caso, es el aceite, y el fluido frio, el cual es el agua; una torre de enfriamiento de tipo tiro mecánico a contracorriente, cuya carga térmica es de 493 kW y potencia nominal de 3.73 kW; en la cual se realiza el enfriamiento del agua que ha sido calentada al estar en contacto con el aceite; y una bomba de agua, que trabajará con 7 l/s y una altura de 11 m.c.a. y cuya potencia nominal es de 1.42 kW; la cual se encarga de permitir la recirculación del fluido; y por un sistema de tuberías, por donde circula el agua. Se puede establecer un valor comparativo entre el costo de inversión inicial y la capacidad de enfriamiento que tiene el sistema. Dado que se tiene que la inversión es de 16647.33 US$ y la capacidad de enfriamiento del sistema es de 323 kW, se tendría la siguiente información: 51.54 US$/kW.

Los equipos utilizados en la molienda de minerales son los molinos de bolas, encargados de realizar la conminución del mineral. Estos equipos desarrollan elevado consumo de energía a una baja eficiencia de operación. Una de las razones de la baja eficiencia se debe a la dificultad existente para identificar el nivel de carga en el molino. Por ejemplo, al incrementar el nivel de carga al nivel óptimo, los espacios existentes entre las bolas de acero se rellenan con mineral, generando un incremento en el ratio de conminución. Por otro lado, podría pensarse que superar el nivel de carga óptimo incrementa el ratio de conminución. Sin embargo, solo satura el molino y disminuye aún más la eficiencia del proceso. Estos son algunos ejemplos que indican la importancia de conocer el nivel de carga durante la operación. El nivel de carga marca la pauta de una operación óptima y permite incrementar la eficiencia del proceso de molienda. El objetivo de la tesis fue desarrollar un sistema de control neuronal capaz de determinar el nivel de carga instantáneo del molino en base a la experiencia del operador de sala de control y mediciones de variables ampliamente conocidas en la operación de molinos: Presión, Velocidad, Impactos y Tonelaje. La principal ventaja del sistema de control desarrollado es la medición en tiempo real de una variable que no es posible determinar directamente con algún sistema de instrumentación en campo. Adicionalmente, si el molino está operando fuera del nivel óptimo de carga, el sistema de control proporciona las acciones típicas correctivas. El sistema de control neuronal fue desarrollado en las plataformas Control Builder 5.1 y System800xA (Sistema de Control Distribuido) del fabricante ABB. Las señales de campo se integraron al sistema a través de “Cableado Duro” (4…20mA) y “Modbus TCP”. Asimismo, se utilizó el algoritmo neuronal supervisado “Retropropagación” a fin de entrenar la red neuronal. Finalmente, se realizaron pruebas al sistema de control y se obtuvo el nivel de carga del molino con un error máximo de 4.22%.

Este trabajo de tesis ofrece un resumen y perspectiva de las actividades que se desarrollan actualmente sobre el tema de simulación de fragmentación de roca por voladura bajo un enfoque sistémico e intenta repasar algunos alcances técnicos en cuanto al proceso de optimización de la voladura vía modelos de simulación de fragmentación y su influencia en la rentabilidad de la operación global (mina y molienda). Evaluando el papel que juega la distribución de la fragmentación de la roca por voladura en el desempeño eficiente del carguío, transporte, chancado y molienda con un énfasis en el uso adecuado de la energía, es decir de usar energía donde es mas eficiente (voladura), y conservarlo donde es menos (chancado). El enfoque sistémico esta referido al estudio o evaluación de un sistema (proceso) en su totalidad como conjunto. Enfoque holístico. Para realizar las evaluaciones se desarrollo primero bajo un enfoque sistémico un modelo de simulación de aproximación global al arranque (mina; perforación, voladura, carguio y transporte) y del procesado del mineral (chancado y/o molienda), que compara en base a los datos actuales, diferentes configuraciones de diseños de los sub-procesos e identifica los indicadores de rendimiento claves (KPI’s) como guías para la optimización del proceso de voladura, y con ello determinar la solución optima de reducción del tamaño de roca y distribución granulométrica que complementada a un segundo modelo de análisis económico financiero permita encontrar la mayor rentabilidad global de la operación mina-molienda, es decir el máximo valor por roca volada. El primer modelo evalúa la influencia de la fragmentación de la roca en los costos unitarios, implementando; para el análisis de fragmentación los modelos desarrollados por JKMRC (TCM y CZM), el modelo de Kuz Ram extendido con la función Swebrec y Rosin Rammler, corregidos en los parámetros de diseño de voladura y calibrados en la distribución de la fragmentación mediante el análisis digital de imágenes, y para el análisis de costos se implemento el modelo de conminución Bond que utiliza de entrada las distribuciones de fragmentación. El segundo modelo económico financiero que se enfoca básicamente en el 20% de las causas que generan el 80% de los costos de operación, usando el VAN y TIR como indicadores de rentabilidad para diferentes escenarios de distribución de fragmentación, evaluados del primer modelo (diferentes costos), determinando la rentabilidad optima de la operación.