Ingeniero Civil Mecánico / El tema a tratar en este trabajo de título corresponde al modelamiento fluidodinámico de una turbina en base al tornillo de Arquímedes que opere con relaves. Este trabajo está orientado a realizar un análisis por volúmenes finitos a una porción del fluido entre los álabes de la turbina, con el propósito de aprovechar eficientemente el recurso hidráulico disponible. Este tema está motivado principalmente por la búsqueda de nuevas fuentes de energía eléctrica limpia y rentable. El objetivo general de este trabajo de título es realizar un modelamiento fluido dinámico de una turbina en base al tornillo de Arquímedes (sinfín), con el fin de determinar la potencia máxima de generación en función de la RPM, para un caudal de relaves que transitan por un canal rectangular. Como objetivos específicos se tienen: elaborar un modelo basado en un volumen de control para determinar potencia; analizar la dependencia de la potencia respecto de la velocidad de rotación; desarrollar un modelo en CFD, para determinar esfuerzos sobre los álabe, carcasa y eje, calcular torque en turbina usando agua como fluido de trabajo; determinar revoluciones adecuadas para mejorar potencia; y modelar el comportamiento del relave en espacio entre álabes. La metodología cuenta como primera etapa la recopilación y análisis de los desarrollos actuales del tornillo de Arquímedes utilizado como turbina. También se analizan antecedentes de la turbina operando con agua, sus dimensiones y condiciones de operación. Posteriormente se implementa un modelo computacional usando volúmenes finitos en el software Ansys para determinar el comportamiento de un cubo de agua y su influencia sobre la potencia total de tornillo, tanto para la operación con agua como para la operación con relaves,. Los resultados de este análisis entregan las revoluciones adecuadas para lograr el máximo provecho del recurso. Como resultados se obtienen los esfuerzos de presión y de corte sobre todas las caras del volumen, se registra una disminución del momento total a medida que aumentan las revoluciones de operación. La componente del momento debido a la presión en el álabe inferior es la encargada de transmitir la mayor cantidad de momento al eje y esta depende mayormente del peso del fluido, Los esfuerzos de corte que se generan en la superficie del volumen se oponen al movimiento del mismo y este comportamiento se intensifica a medida que aumentan las revoluciones. Las conclusiones de este trabajo reflejan que en el caso de maximizar potencia son predominantes las revoluciones de operación por sobre los esfuerzos viscosos que se oponen al movimiento de la turbina. La máxima RPM posible para el caudal disponible del canal de relave es 10RPM.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Uno de los grandes desafíos en Chile y en el mundo es la gestión de desechos generados en la industria minera (relave y material estéril). Problema que se espera que aumente con los años debido a la baja de la ley y al aumento en la profundidad de los yacimientos. De allí nace la necesidad de proveer nuevos métodos para caracterizar y así poder gestionar de manera más sustentable estos residuos. En este contexto, la presente investigación posee como objetivo principal generar una nueva metodología de bajo costo y rápida respuesta para caracterizar y gestionar los desechos en la industria cuprífera. La propuesta se desarrolla mediante la adaptación de pruebas simples, como son: el Sobek para la determinación del Potencial de Neutralización (PN), la Generación Neta de Ácido (NAG) y la Curva Característica de Tamponamiento Ácido (ABCC). El estudio se apoya en un análisis geológico de la química y mineralogía. Además, está basado en la utilización de muestras de diferentes países: Chile, España y Sudáfrica, lo que entrega un carácter internacional a este reporte. El procedimiento consiste en una caracterización de muestras basado en dos pruebas: el ABCC y el NAG, y adicionalmente el método SOBEK y el análisis por florescencia de rayos X (XRF) portátil en algunos casos. Los resultados de esta metodología podrían considerarse como de corto alcance limitados a un rango de predictibilidad rápida. En resumen, esta predice el potencial neto de generación ácido de la muestra. Se concluye, que esta metodología permite la reducción de los tiempos de espera de los resultados a un día y posibilita la correcta gestión de los residuos mineros. Además, se logra una reducción considerable de los costos, aproximadamente 98%, en comparación con la realización de las pruebas en laboratorio, así como la posibilidad de reducir costos futuros de la empresa minera por una mala gestión de estos desechos.

Memoria para optar al título Profesional de Ingeniero Agrónomo / En el presente estudio se evaluaron muestras de suelos impactados por un derrame de relaves mineros, ocurrido en abril de 2016, en el sector de Huechún ubicado en la comuna de Til Til, región Metropolitana. El objetivo general fue evaluar la capacidad de fitoestabilización de azufre (S), cobre (Cu) y molibdeno (Mo) con el uso de Chrysopogon zizanioides (Vetiver), establecida en un suelo impactado por relave minero, con la aplicación de una enmienda órgano-mineral, de origen comercial (Quick-Sol). Se determinaron las principales propiedades químicas de los suelos impactados y se determinó el Factor de Enriquecimiento (FE) de Cu, Mo y S como indicador de contaminación. Se estableció un ensayo con plantas de Vetiver, en macetas de 5 litros con la aplicación de la enmienda en dosis de 400 L ha-1 y 800 L ha-1. El ensayo se mantuvo durante 120 días en condiciones de invernadero y riego con agua potable. Los resultados indican que el suelo impactado por relaves mineros registró un FE menor de Cu, una ausencia de enriquecimiento en Mo y para S el FE indicó una contaminación moderada. Después de 60 días se observó un aumento considerable en los niveles de S extraíble en suelo, probablemente debido a la oxidación de pirita presente en el relave, dicho aumento se mantuvo a los 120 días del ensayo. Para los resultados de la enmienda órgano-mineral, se observaron efectos atribuibles a ésta en el Índice de Transporte (Ti), Porcentaje de Fitoextracción (PF) y S disponible en suelo de macetas. Respecto a las plantas, para la parte aérea a los 60 días las concentraciones promedio de los tratamientos fueron: Cu 19,7 mg kg-1; Mo 1,43 mg kg-1 y S 2045 mg kg-1, a los 120 días las concentraciones promedio fueron: Cu 7,73 mg kg-1; Mo 0,43 mg kg-1 y S 1708 mg kg-1. Al ser comparadas con los niveles reportados en literatura Cu 5-20 mg kg-1 (Havlin et al., 2014); Mo <1 mg kg-1 (Kabata-Pendias y Mukherjee, 2011) y S 1400-4500 mg kg-1 (Brady y Weil, 2008), se observaron rangos normales de concentración en tejido foliar.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / El presente trabajo de memoria tuvo como objetivo proponer un diseño preliminar de planta de producción de cobalto a partir de relaves de cobre. Para ello, se llevó a cabo una revisión del estado del arte de los procesos de producción de cobalto en el mundo y de la información disponible sobre los distintos depósitos de relaves de cobre existentes en Chile. A partir de esta información, se analizaron depósitos con contenidos altos de cobalto y estabilidad en la composición, seleccionándose el depósito Hamburgo de Minera Escondida como caso de estudio, por ser el depósito no activo con mayor contenido de cobalto (7.840 t Co aproximadamente). Se fijó como caso base una extracción a 12 años del contenido total del relave, con un procesamiento de aproximadamente 104.700td^-1, en una operación continua 24/7, para producir aproximadamente 2 td^-1 de hidróxido de cobalto (Co(OH)2), como producto de valor. El proceso constaría de 15 operaciones unitarias, divididas en dos grandes partes: concentración e hidrometalurgia. La primera incluye la etapa de flotación en 14 celdas de 200 m^3 cada una, la filtración y espesado del concentrado obtenido, y la tostación de este en un reactor de lecho fluidizado de 5.190 t. La segunda contempla la lixiviación en un reactor continuo de 7,4 m^3, una extracción por solvente de dos etapas en mezcladores-sedimentadores de 7,3 y 17 m^3 respectivamente, la obtención de precipitado de Co(OH)2, y su posterior secado en una cámara spray de 3,7 m^3. Además, se requerirían 2 espesadores con áreas de 1.620 y 160 m^2, y 4 filtros de áreas de entre 96 y 164 m^2. Los equipos dimensionados serían en su mayoría técnicamente factibles de implementar, a excepción del tostador y los reactores de purificación final de producto, los cuales estarían sobredimensionados y requerirían ajustes en sus condiciones de operación para tener dimensiones más adecuadas. La planta generaría 186.000 td^-1 de relaves, magnitud representativa de la mediana minería, además de flujos menores de ripios de lixiviación y precipitados (hidróxidos) de metales. También, se generan cerca de 554.000 m^3 h^-1 de gases de tostación procesables para obtener ácido sulfúrico y una corriente de orgánico cargado en cobre para stripping y electroobtención de cátodos de cobre. A modo de conclusión, es posible recuperar cobalto a partir de relaves de cobre mediante el proceso propuesto, aunque las leyes del depósito escogido son muy bajas para su actual aprovechamiento económico. Sin embargo, el proceso podría ser aplicable a minerales de cobalto con mayor ley, pudiéndose obtener mayores flujos de producto, y con la oportunidad de generar subproductos de valor como ácido sulfúrico o cátodos de cobre.

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El departamento de Huancavelica dispone de gran inversión en el sector minero, en el distrito de Córdova (provincia de Huaytará) se ubica la mina Pumacahua cuyo mineral principal es el oro, concretamente en la Quebrada de Huinchulla en la cabecera del Río Grande. La minera COSTEÑA S:A. planea extraer dicho mineral, produciendo durante 10 años de vida útil 945 toneladas de relaves al día. La técnica que se va a emplear de extracción emplea cianuro, un componente altamente contaminante que va a estar mezclado con el relave obligando a tener un especial cuidado con estos residuos. El relave podría contaminar el subsuelo, el aire, la vegetación, la fauna y el agua. Para ayudar al almacenamiento de los deshechos mineros, se va a diseñar una presa de material de préstamo en dos fases con la metodología hacia aguas abajo. La presa de relaves es la alternativa óptima económica y técnicamente y con menos impacto en el entorno. Las actividades mineras suelen llevarse a cabo en el curso alto de los ríos, igual que ocurre en este caso, el agua provoca numerosos impactos en el ecosistema desde el nacimiento de los cursos hídricos y durante todo su cauce hasta la desembocadura en el mar, y esta mina no es la excepción. Para minimizar los daños al entorno se diseña una derivación del cauce del río hasta aguas abajo de la presa, y además, debido al contenido de cianuro hay obligación de implantar una membrana impermeable en la presa y en el terreno. En caso de no disponer de un emplazamiento controlado de almacén, se provocaría un impacto contaminante en el entorno y más este relave con cianuro (Argota et al., 2015). Impactos contaminantes altos suponen que el Estado sancionaría a la empresa minera con multas e incluso con clausurar la planta. Para evitar esta situación, este proyecto se diseñó una presa con un cálculo hidráulico y de estabilidad estática, puesto que la principal causa de colapso de estas obras es el deslizamiento de sus taludes (Oldecop y Rodríguez, 2007).

Ingeniero Civil Matemático / El primer objetivo de este trabajo es desarrollar un algoritmo que resuelva la EDP asociada al modelo de Bingham, en un dominio particular, una canaleta. La dificultad se centra en que este modelo introduce una no linealidad al problema. Como segundo objetivo, una vez obtenido este algoritmo, se quiere validar usando mediciones obtenidas mediantes experimentos sobre fluidos que se cree se comportan como el modelo de Bingham indica. Con esto en mente, se estudia el modelo de Bingham y problemas asociados equivalentes en formulación débil. Esto permite concluir características de las soluciones y también encontrar un algoritmo, que nace de la formulación del problema como punto silla. El algoritmo resuelve la no linealidad de las ecuaciones de Cauchy mediante una simplificación nacida de la geometría especial de las canaletas, y la no linealidad de Bingham mediante un astuto algoritmo iterativo debido a Glowinski, que resuelve en cada paso un problema lineal. Se utilizó Matlab para el desarrollo de los algoritmos puesto que debemos utilizar matrices y operaciones de matrices de forma repetida, y Matlab está optimizado para ello. Una vez obtenido un algoritmo, se usan los datos de la tésis de Jorge Martínez, para validar el modelo, y reobtener algunos datos intrínsecos del fluido, a saber, su tensión de fluencia $\tau$ y su viscosidad $\mu$ y compararlos con las versiones obtenidas experimentalmente. Esto se hace mediante una minimización de cuadrados de la diferencia entre datos locales de la velocidad y la solución obtenida por el algoritmo.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 24/3/2020. / Ingeniero Civil Químico / Anualmente, la gran minería chilena genera millones de toneladas de material de desecho denominado relave, disponiéndolos en tranques acondicionados para este propósito. Se espera un aumento progresivo en el volumen de este residuo, puesto que las leyes de los yacimientos son cada vez más bajas. Esto ha motivado al Centro de Investigación JRI (CI-JRI) a fabricar un modificador reológico capaz de disminuir el área de depósito utilizada por los relaves. En el marco de este proyecto, se exhibe la presente memoria, la que tiene como objetivo principal diseñar el proceso de fabricación industrial de los nuevos reactivos y realizar una evaluación técnica - económica de la planta. Se definieron tres casos bases distintos, para abastecer a tres mineras de distintos tamaños. De esta forma se diseñó la planta para tres capacidades diferentes; 1.800 [Ton/año], 10.500 [Ton/año] y 22.800 [Ton/año]. El diseño del sistema productivo contempla una planta ubicada en Calama e instalaciones en faena. Estas últimas tienen el propósito de suministrar dosificadamente el aditivo, incorporándolos al relave durante su espesamiento, transporte o depósito. En relación al capital necesario para tratar 10.500 [Ton/año], se estimaron los costos de inversión y los costos operacionales, tanto para la producción simultánea de todos los aditivos estudiados (planta multiproducto) como para la fabricación individual de estos. En el caso de la planta multiproducto, se estimó una inversión de 60.630 [M USD] (miles de dólares) y un gasto anual de 20.130 [M USD], mientras que en 5 de los 6 aditivos analizados se obtuvieron inversiones entre los 5.330 y 7.550 [M USD] y costos operacionales entre los 1.770 [M USD] y 4.430 [M USD]. Para el último aditivo, se calculó una inversión aproximada de 31.900 [M USD] y un gasto operacional de 8.100 [M USD]. Se realizó una evaluación económica de los casos mencionados anteriormente, obteniéndose el Valor actual Neto de estos. Para la planta multiproducto se calculó un valor de 49.110 [M USD], mientras que para los aditivos individuales se tuvieron cifras entre los 9.270 [M USD] y 12.800 [M USD]. Sólo para el aditivo con el mayor costo operacional y de inversión se tuvieron pérdidas, ya que su Valor Actual Neto fue de -13.680 [M USD]. El análisis de sensibilidad del proyecto mostró que este depende principalmente del costo de materias primas, equipos y traslado de productos, por lo que se recomienda estudiar más a fondo el emplazamiento final de la planta. Finalmente, se sugiere realizar una evaluación ambiental del proyecto, descartar los aditivos con bajo rendimiento y llevar a cabo pruebas a escala piloto con el fin de cuantificar la disminución en la superficie de deposición de relaves.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Este trabajo aborda el problema de escasez de agua e impacto ambiental de los relaves mineros, temas que han trascendido a nivel país, lo que queda demostrado al ser incluidos los relaves como un núcleo central en la discusión de la hoja de ruta de la minería 2035 o roadmap minero , desarrollado por el programa Alta Ley de Corfo en conjunto con el Ministerio de Minería. Se presenta una alternativa de tratamiento de relaves que permite mejorar la recuperación de agua desde los relaves mineros y generar un menor impacto ambiental que los sistemas tradicionales de depositación de relaves. Se analizan las alternativas de filtrado más usadas en relaves en Chile y el mundo, que corresponden a filtrado de banda y filtrado de prensa con placas verticales. Existe un paradigma respecto de los relaves filtrados, asumiendo de forma muy simplista que presentan altos costos de inversión y operación, además de presentar una compleja operación y dudosa disponibilidad, por lo que se descartan fácilmente de las evaluaciones. Se propone una alternativa de evaluación que compara un sistema con relaves espesados, que es la tecnología más usada por los proyectos en la actualidad, versus un sistema con relaves filtrados con filtros de prensa de placas verticales, considerando en ambos casos abastecimiento de agua de mar en distintas cantidades en función del requerimiento de cada caso. Como la diferencia entre ambos casos viene dada por la cantidad de agua de mar que requiere cada caso, se analiza 4 alternativas de ubicación de la planta concentradora a distintas distancias de la costa y elevaciones sobre el nivel del mar. El resultado indica que a partir de los 50 km de la costa y una elevación de 1.100 msnm se hace más atractivo el proyecto con relaves filtrados que con relaves espesados. Respecto de la regulación actual se puede decir que es deficiente y no aborda bien los relaves filtrados, por lo que se recomienda realizar una actualización mediante mayor investigación y revisión de la normativa internacional. Ambientalmente se puede decir que los relaves filtrados generan un menor impacto potencial que las otras formas de depositación de relaves, sin embargo, existe un aspecto que puede llegar a ser crítico, que es la generación de material particulado. Finalmente se analizó un caso de negocio, mediante un sistema BOT, donde alguna empresa proveedora de filtros pueda desarrollar un proyecto de relaves filtrados que considere ingeniería, suministro, construcción y operación de una planta de filtrado y la empresa minera aporte los relaves y pague una tarifa por el agua recuperada.

Anteriormente, tuve la oportunidad de laborar por espacio de 5 años en FONCODES como asistente de la Supervisión en Planta, lo que me permite ahora dilucidar entre el trabajo del sector público y del sector privado. Pero, considero que, mi mayor experiencia está relacionada con el trabajo en minería, donde he podido desarrollarme en diversos ampos, pues la minería requiere de infraestructura de diversas áreas que complementa y hace posible la labor de extracción y producción de concentrado, finalidad de toda empresa minera. Mi principal función dentro de la mina fue la de Asistente de Supervisión de Obras Civiles. El trabajo que más tiempo me ocupó y de mayor envergadura fue el “Recrecimiento del Dique de Relaves Chuspic”, donde ocupé el cargo de Asistente del Jefe del Proyecto. El trabajo lo realicé con el apoyo de un topógrafo y un técnico en mecánica de suelos, y baja la supervisión del Jefe del Proyecto, este trabajo duro año y medio de los 3 años que estuve en la mina Huanzalá, perteneciente a la Cía. Minera Santa Luisa, del Grupo Mitsui Minning & Smelting Co. Ltda. Estas y otras labores dentro del campo de la Ingeniería Civil, permitieron aplicar mis conocimientos adquiridos en la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería, de la Universidad Ricardo Palma y que, ahora después de varios años de egresado, me permiten acogerme a la modalidad de Titulación por experiencia profesional.